1 引言

随着我国国民经济的发展，城市污水具备排放量大，性质呈现多样化的特点。在污水净化技术飞速发展的今天，污水处理过程中所产生污泥的后续处理也成为了当今人们所关注的问题。随着污泥的大量生成，在储存、运输、处理过程等方面将会带来负面影响，严重者甚至危害生存环境。

2 污泥热干化概况

污泥处置技术分为两方面：其一是采取固液分离技术达到污泥脱水减积的效果；第二种是通过消化、堆肥、建材制造等能源循环再利用技术实现污泥的稳定化及资源化，包括污泥焚烧、卫生填埋、污泥堆肥、污泥热干化等。相比较于其他几种处理方式，污泥热干化能够有效降低污泥的含水率与体积，为进一步实现污泥的无害化、资源化提供了先决条件。污泥热干化存在于污泥机械脱水之后，通过不同类型的热能对上一阶段处理后的污泥进行二次处理，进一步降低污泥的含水率。水分子从不同的热源中吸取热量，并进而以水蒸气的形式脱离污泥，从而使污泥的含水率进一步降低，其处理后的结果一般介于10%～50%之间。在污泥热干化的过程当中，所消耗热量的来源是进行热干化处理前应考虑的问题。热干化的过程中会消耗大量的热，同时污泥处置的成本在污水处理厂的总成本中的所占比例较大，在一些发达国家的污泥处置成本占污水处理厂总成本的40%～60%，有的甚至达到65%，欧洲国家处置加运输费平均每吨约为（470±280）欧元。我国的能源消耗十分严重，因此运用何种热源进行污泥热干化，更显得尤为重要。

3 六种污泥热干化技术

3.1 微波污泥热干化技术

微波是一种频率介于无线电波与红外线波之间的电磁波。该电磁波不会引起物质分子结构上的变化。微波污泥热干化技术是在外部的交变电场的作用下，污泥中的水分子随着外加的电场极性的变更而发生运动变化，其通过克服原有的热运动和水分子间的相互干扰与阻碍，形成了一种与摩擦相似的运动。进而达到能量的转换，即将一定量的电能转化为热能。促使水分子吸热蒸发，实现污泥干化、减量的目的。该方式属于直接加热的形式（也称对流干燥）。该方式传热速度快、效率高，能耗较低，所需劳动力少，占地面积小，处理过程中基本无臭，处理周期一般为30min，易操作，但运行费用较高，且需要设置防粉尘爆炸装置。

3.2 热水污泥热干化技术

此种热干化技术利用换热器完成能量转移，污泥从换热器内的高温热水中摄取能量，蒸发其自身内的水分子，起到污泥干化、减量的效果。该处理技术设备简单，运行稳定性高，操作方便，适用于自身能够产生高温热水或高温冷却水的厂区，实现资源循环利用的目标。但其能耗较高，倘若高温热水不是其副产物，不宜采取此技术。

3.3 蒸汽污泥热干化技术

此种技术同上述热水污泥热干化技术原理相似。相较于热水热干化技术，其区别在于蒸汽污泥热干化技术利用蒸汽所携带的热能，通过换热器将热能传递给污泥，蒸发其内部水分子，实现污泥中水分的去除，进而使污泥得到减积减量。适用于蒸汽量较大的大型厂区，以便于就地取材，实现资源的循环利用，同时蒸汽作为一种绿色能源，能有效缓解环境污染问题。其运行稳定性好，设备简单，操作方便，效率高。但运行成本高，能耗较大，若蒸汽不是该厂区的副产物，不易于采取此技术。

3.4 天然气污泥热干化技术

此污泥热干化技术依靠天然气燃烧放热，将热能转化到污泥中，使其内部的水分子蒸发散失，得以污泥减量。因顾及到天然气爆炸所引起的灾害与经济损失，并为保障工作人员的安全和不必要的损失，并为保障工作人员的安全和不必要的损失，所以应对运行设备进行相应的防护处理，例如：氮气保护，污泥返混等安全保障措施等。天然气作为一种清洁能源，在其燃烧过程中，不会向大气中排放污染性气体，有利于环境保护，是未来无害化处理污泥的一种发展趋势。该工艺处理效率高，适用于天然气较丰富的国家、地区。但能耗高，运行时，天然气存在一定的风险，应加强安全管理措施。

3.5 太阳能热泵联合污泥热干化技术

太阳能作为当今一种新型能源具有能够就地取材，对环境无污染，发展潜力大等优势。而太阳能污泥热干化技术则是依靠吸收太阳能辐射产生的热量，为污泥处理过程提供所需要的热量，是污泥得以干化稳定的工艺技术。其与传统的污泥干化处理方式相比较，运行费用低，能源清洁，符合可持续发展战略。但仅凭借太阳能作为热源，易受地域或季节影响，因此为了解决此问题，采用了太阳能热泵联合污泥热干化技术。在该联合工艺运行过程中，首先由蒸发装置吸收湿热气体中蕴含的热能，将工质（实现热能和机械能转化的媒介物）从低压液态转变为低压蒸汽态。其次通过压缩机进行增压处理，使其转变为高温高压蒸汽。然后进入冷凝器中进行冷凝，释放出来的热进入干燥气体。高压液体的工质流入节流装置转变为低温低压液体，接着进入蒸发器中，完成整个热泵循环系统。该系统因干燥室内相对湿度的不断降低，从而实现污泥的干化。从运行效率角度来看，这种联合污泥干化技术，比普通热泵效率高70%。该处理技术能耗低、运行费用低、农用价值高。但基建费用高，占地面积大，在密闭空气条件下，需设置除臭设备。该技术还具有很大的发展空间，利用太阳能也符合我国可持续发展的战略目标下，是当今污泥处理领域的热点话题。

3.6 生石灰污泥干化技术

生石灰污泥干化技术是通过向污泥中投加适量的生石灰，一方面通过生石灰的化学反应去除一部分水分子，一方面通过化学反应所产生的反应热除去污泥中的水分子，使污泥得到干化。该工艺的化学反应式为：CaO+H2O→Ca(OH)2。反应进行过程中，温度逐渐上升的同时，伴随着大量的气体产生，气体中包含着大量的水分子。随着气体的排放，污泥的含水率得以下降。该工艺处理过程能耗较低、投资费用较低。但占地面积大、需要大量的劳动力、易受季节天气影响，技术难度比较大。

4 结语

（1）在选择污泥干化处理技术时，应从处理厂所在地的地域季节条件、周围能源特点、丰富度、环境保护等角度出发，选择适宜的能源进行污泥的热干化处理。如若正在采用的热源不符合可持续发展路线，探索新的替代热源。

（2）由于污泥的化学组成复杂，在污泥干化的过程中，常常会产生大量的含S、N等刺激性污染性气体，因此保证处理过程的安全性、探究深度处理污泥干化时污染性气体的去除，有着十分重要的意义。

（3）太阳能热干化技术虽然基建费用高，占地面积大，但是其污泥干化过程中的运行费用低于其他几种处理技术，且作为国家大力提倡的清洁能源，太阳能受地域、季节的影响也由太阳能热泵联用技术的出现初步得以改善，仍有较大的提升空间，具有很大的发展潜力。